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自动控制原理知识点总结

自动控制原理知识点总结

自动控制原理知识点总结1. 控制系统基本概念:自动控制系统是通过对被控对象进行测量、比较和纠正等操作,使其输出保持在期望值附近的技术体系。

控制系统由传感器、控制器和执行器组成。

2. 反馈控制原理:反馈是指对被控对象输出进行测量,并将测量结果与期望值进行比较,通过纠正控制信号来消除误差。

反馈控制系统具有稳定性好、抗干扰能力强的特点。

3. 控制回路的结构:控制回路通常包括输入端、输出端、传感器、控制器和执行器等组成。

传感器用于将被测量的物理量转换为电信号;控制器根据测量结果和期望值进行计算,并输出控制信号;执行器根据控制信号,对被控对象进行操作。

4. 控制器的分类:控制器按照控制操作的方式可以分为比例控制器、积分控制器和微分控制器。

比例控制器根据误差的大小与一定的系数成比例地输出控制信号;积分控制器根据误差的累积值输出控制信号;微分控制器根据误差变化率的大小输出控制信号。

5. 稳定性分析:稳定性是指控制系统在无限时间内,输出能够在期望值附近波动。

常用的稳定性分析方法有判据法、频域法和根轨迹法等。

6. 控制系统的频域分析:频域分析是一种通过研究系统对不同频率的输入信号的响应特性,来分析控制系统的方法。

常用的频域分析方法有频率响应曲线、伯德图和封闭环传递函数等。

7. 根轨迹法:根轨迹法是一种用于分析和设计控制系统稳定性和性能的图形方法。

根轨迹是指系统极点随参数变化而形成的轨迹,通过分析根轨迹的形状,可以得到系统的稳定性和性能信息。

8. 灵敏度分析:灵敏度是指输出响应对于某个参数的变化的敏感程度。

灵敏度分析可以用于确定系统设计中的参数范围,以保证系统的稳定性和性能。

9. 鲁棒性分析:鲁棒性是指控制系统对于模型参数变化和外部干扰的抵抗能力。

鲁棒性分析可以用于设计具有稳定性好和抗干扰能力强的控制系统。

10. 自适应控制:自适应控制是指控制系统能够根据被控对象的变化自动调整控制策略和参数。

自适应控制通常使用系统辨识技术来识别被控对象的模型,并根据模型参数进行自动调整。

自动控制原理知识点总结

自动控制原理知识点总结

自动控制原理知识点总结自动控制原理是一门研究自动控制系统的基本理论和方法的学科,它对于理解和设计各种控制系统具有重要意义。

下面将对自动控制原理的一些关键知识点进行总结。

一、控制系统的基本概念控制系统是由控制对象、控制器和反馈环节组成的。

控制对象是需要被控制的物理过程或设备,例如电机的转速、温度的变化等。

控制器则是根据输入的控制信号和反馈信号来产生控制作用,以实现对控制对象的期望控制。

反馈环节则将控制对象的输出信号反馈给控制器,形成闭环控制,从而提高系统的控制精度和稳定性。

在控制系统中,常用的术语包括输入量、输出量、偏差量等。

输入量是指施加到系统上的外部激励,输出量是系统的响应,而偏差量则是输入量与反馈量的差值。

二、控制系统的数学模型建立控制系统的数学模型是分析和设计控制系统的基础。

常见的数学模型有微分方程、传递函数和状态空间表达式。

微分方程描述了系统输入与输出之间的动态关系,通过对系统的物理规律进行分析和推导,可以得到微分方程形式的数学模型。

传递函数则是在零初始条件下,输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。

它将复杂的微分方程转化为简单的代数形式,便于系统的分析和设计。

状态空间表达式则是用一组状态变量来描述系统的内部动态特性,能够更全面地反映系统的性能。

三、控制系统的性能指标为了评估控制系统的性能,需要定义一些性能指标。

常见的性能指标包括稳定性、准确性和快速性。

稳定性是控制系统能够正常工作的前提,如果系统不稳定,输出将无限制地增长或振荡,无法实现控制目标。

准确性通常用稳态误差来衡量,它表示系统在稳态时输出与期望输出之间的偏差。

快速性则反映了系统从初始状态到达稳态的速度,常用上升时间、调节时间等指标来描述。

四、控制系统的稳定性分析判断控制系统的稳定性是自动控制原理中的重要内容。

常用的稳定性判据有劳斯判据和赫尔维茨判据。

劳斯判据通过计算系统特征方程的系数来判断系统的稳定性,具有计算简单、直观的优点。

(完整版)自动控制原理知识点总结

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@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。

闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。

主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。

)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。

(填空或选择)传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比5.动态结构图的等效变换与化简。

三种基本形式,尤其是式2-61。

主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。

(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。

自动控制原理知识点汇总

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自动控制原理知识点汇总自动控制原理是研究和设计自动控制系统的基础学科。

它研究的是用来实现自动化控制的基本概念、理论、方法和技术,以及这些概念、理论、方法和技术在工程实践中的应用。

下面是自动控制原理的一些重要知识点的汇总。

一、控制系统的基本概念1.控制系统的定义:控制系统是用来使被控对象按照一定要求或期望输出的规律进行运动或改变的系统。

2.控制系统的要素:输入、输出、被控对象、控制器、传感器、执行器等。

3.控制系统的分类:开环控制和闭环控制。

4.控制系统的性能评价指标:稳定性、快速性、准确性、抗干扰性、鲁棒性等。

二、数学建模1.控制对象的数学建模方法:微分方程模型、离散时间模型、差分方程模型等。

2.控制信号的形式化表示:开环信号和闭环信号。

三、传递函数和频率响应1.传递函数:描述了控制系统输入和输出之间的关系。

2.传递函数的性质:稳定性、正定性、因果性等。

3.频率响应:描述了控制系统对不同频率输入信号的响应。

四、稳定性分析和设计1.稳定性的定义:当外部扰动或干扰没有足够大时,系统的输出仍能在一定误差范围内稳定在期望值附近。

2.稳定性分析的方法:根轨迹法、频域方法等。

3.稳定性设计的方法:规定根轨迹范围、引入正反馈等。

五、PID控制器1.PID控制器的定义:是一种用于连续控制的比例-积分-微分控制器,通过调节比例、积分和微分系数来实现对系统的控制。

2.PID控制器的工作原理和特点:比例控制、积分控制、微分控制、参数调节等。

六、根轨迹设计方法1.根轨迹的定义:描述了系统极点随控制输入变化时轨迹的变化规律。

2.根轨迹的特点:实轴特征点、虚轴特征点、极点数量等。

3.根轨迹的设计方法:增益裕量法、相位裕量法等。

七、频域分析与设计1.频率响应的定义:描述了系统对不同频率输入信号的响应。

2.频率响应的评价指标:增益裕量、相位裕量、带宽等。

3.频域设计方法:根据频率响应曲线来调整系统参数。

八、状态空间分析与设计1.状态空间模型:描述了系统状态和输入之间的关系。

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@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。

闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。

主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。

)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。

(填空或选择)传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比5.动态结构图的等效变换与化简。

三种基本形式,尤其是式2-61。

主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a)、(e)、(f)。

(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。

自动控制原理知识点总结

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自动控制原理知识点总结————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:自动控制原理总结第一章 绪 论技术术语1. 被控对象:是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。

2. 被控量:表征被控对象工作状态的物理参量(或状态参量),如转速、压力、温度、电压、位移等。

3. 控制器:又称调节器、控制装置,由控制元件组成,它接受指令信号,输出控制作用信号于被控对象。

4. 给定值或指令信号r(t):要求控制系统按一定规律变化的信号,是系统的输入信号。

5. 干扰信号n(t):又称扰动值,是一种对系统的被控量起破坏作用的信号。

6. 反馈信号b(t):是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。

7. 偏差信号e(t):是指给定值与被控量的差值,或指令信号与反馈信号的差值。

闭环控制的主要优点:控制精度高,抗干扰能力强。

缺点:使用的元件多,线路复杂,系统的分析和设计都比较麻烦。

对控制系统的性能要求 :稳定性 快速性 准确性稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能。

准确性是衡量系统稳态精度的指标,反映了动态过程后期的性能。

第二章 控制系统的数学模型拉氏变换的定义:-0()()e d st F s f t t +∞=⎰几种典型函数的拉氏变换1.单位阶跃函数1(t)2.单位斜坡函数3.等加速函数4.指数函数e -at5.正弦函数sin ωt6.余弦函数cos ωt7.单位脉冲函数(δ函数) 拉氏变换的基本法则 1.线性法则 2.微分法则 3.积分法则1()d ()f t t F s s ⎡⎤=⎣⎦⎰L4.终值定理()lim ()lim ()t s e e t sE s →∞→∞==5.位移定理00()e()sf t F s ττ--=⎡⎤⎣⎦Le ()()atf t F s a ⎡⎤=-⎣⎦L传递函数:线性定常系统在零初始条件下,输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比称为系统(或元部件)的传递函数。

自动控制原理知识点

自动控制原理知识点

自动控制原理知识点自动控制原理是研究如何有效地对系统进行控制的一门学科。

以下是一些与自动控制原理相关的知识点:1. 控制系统:自动控制原理研究的对象是各类控制系统。

控制系统通常由输入、输出、执行器和传感器组成。

输入是系统的控制命令,输出是系统的控制结果。

执行器根据输入控制命令来执行相应的动作,传感器用于检测系统的状态并将信息反馈给控制器。

2. 控制器:控制器是控制系统中的关键部分,用于决定执行器的控制命令。

常见的控制器包括比例控制器(P控制器)、积分控制器(I控制器)和微分控制器(D控制器)。

这些控制器可以根据系统的需求进行组合以实现更好的控制效果。

3. 反馈:自动控制原理中的一个重要概念是反馈。

反馈是通过传感器将系统的实际输出信息反馈给控制器,以便控制器可以根据实际输出对控制命令进行调整。

反馈可以帮助控制系统实现更准确、稳定的控制。

4. 控制策略:控制系统可以采用不同的控制策略来实现不同的控制目标。

常见的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制、比例-积分控制、比例-微分控制和模糊控制等。

每种控制策略都有其特定的适用场景和优缺点。

5. 系统建模:在进行自动控制设计之前,需要对要控制的系统进行建模。

系统建模可以分为传递函数模型和状态空间模型两种。

传递函数模型通常用于线性系统,而状态空间模型适用于线性和非线性系统。

6. 频域分析:频域分析是自动控制原理中常用的分析方法之一,用于理解系统的频率响应特性。

常见的频域分析方法包括频率响应曲线、Bode图和Nyquist图等。

7. 闭环控制与开环控制:自动控制系统可以分为闭环控制和开环控制两种。

闭环控制中,系统的输出信息被反馈给控制器,以便对控制命令进行调整,以达到系统要求的性能。

而开环控制中没有反馈,系统的控制命令只基于输入信号来决定。

8. 鲁棒控制:鲁棒控制是自动控制原理中一种可以应对系统参数变化、外界扰动等不确定性因素的控制方法。

鲁棒控制可以提高系统的稳定性和抗干扰能力。

完整版)自动控制原理知识点汇总

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完整版)自动控制原理知识点汇总自动控制原理总结第一章绪论在自动控制中,被控对象是要求实现自动控制的机器、设备或生产过程,而被控量则是表征被控对象工作状态的物理参量或状态参量,如转速、压力、温度、电压、位移等。

控制器是由控制元件组成的调节器或控制装置,它接受指令信号,并输出控制作用信号于被控对象。

给定值或指令信号r(t)是要求控制系统按一定规律变化的信号,是系统的输入信号。

干扰信号n(t)又称扰动值,是一种对系统的被控量起破坏作用的信号。

反馈信号b(t)是指被控量经测量元件检测后回馈送到系统输入端的信号。

偏差信号e(t)是指给定值与被控量的差值,或指令信号与反馈信号的差值。

闭环控制的主要优点是控制精度高,抗干扰能力强。

但是使用的元件多,线路复杂,系统的分析和设计都比较麻烦。

对控制系统的性能要求包括稳定性、快速性和准确性。

稳定性和快速性反映了系统的过渡过程的性能,而准确性则是衡量系统稳态精度的指标,反映了动态过程后期的性能。

第二章控制系统的数学模型拉氏变换是一种将时间域函数转换为复频域函数的数学工具。

单位阶跃函数1(t)、单位斜坡函数、等加速函数、指数函数e-at、正弦函数sinωt、余弦函数cosωt和单位脉冲函数(δ函数)都有其典型的拉氏变换。

拉氏变换的基本法则包括线性法则、微分法则、积分法则、终值定理和位移定理。

传递函数是线性定常系统在零初始条件下,输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比,称为系统或元部件的传递函数。

动态结构图及其等效变换包括串联变换法则、并联变换法则、反馈变换法则、比较点前移“加倒数”和比较点后移“加本身”,以及引出点前移“加本身”和引出点后移“加倒数”。

梅森公式是一种求解传递函数的方法,典型环节的传递函数包括比例(放大)环节、积分环节、惯性环节、一阶微分环节、振荡环节和二阶微分环节。

第三章时域分析法时域分析法是一种分析控制系统时域特性的方法。

其中,时域响应包括零状态响应和零输入响应。

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-自动控制原理知识点汇总————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制?(填空)自动控制:是指在无人直接参与的情况下,利用控制装置操纵受控对象,是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么?(填空)开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念?开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点:开环控制实施起来简单,但抗扰动能力较差,控制精度也不高。

闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,而且还有反向联系,既有被控量对被控过程的影响。

主要特点:抗扰动能力强,控制精度高,但存在能否正常工作,即稳定与否的问题。

掌握典型闭环控制系统的结构。

开环控制和闭环控制各自的优缺点?(分析题:对一个实际的控制系统,能够参照下图画出其闭环控制方框图。

)4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面?各自的定义?(填空或判断)(1)、稳定性:系统受到外作用后,其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力(2)、快速性:通过动态过程时间长短来表征的e来表征的(3)、准确性:有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么?(填空)微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立?(1)、确定系统的输入变量和输入变量(2)、建立初始微分方程组。

即根据各环节所遵循的基本物理规律,分别列写出相应的微分方程,并建立微分方程组(3)、消除中间变量,将式子标准化。

将与输入量有关的项写在方程式等号的右边,与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质?认真理解。

(填空或选择)传递函数:在零初始条件下,线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比4.七个典型环节的传递函数(必须掌握)。

了解其特点。

(简答) 典型环节 传递函数特点比例环节 ()()()K s R s C s ==G输出不失真、不延迟、成比例地复现输入信号的变化,即信号的传递没有惯性 惯性环节 ()()()1K G +==Ts s R s C s其输出量不能瞬时完成与输入量完全一致的变化积分环节()()()s1G T s R s C s ==输出量与输入量对时间的积分成正比。

若输入突变,输出值要等时间T 之后才等于输入值,故有滞后作用。

输出积累一段时间后,即使输入为零,输出也将保持原值不变,即具有记忆功能。

只有当输入反向时,输出才反向积分而下降。

常用积分环节来改善系统的稳态性能微分环节 ()()()Ts G ==s R s C s 输出与输入信号对时间的微分成正比,即输出反映输入信号的变化率,而不反映输入量本身的大小。

因此,可由微分环节的输出来反映输入信号的变化趋势,加快系统控制作用的实现。

常用微分环节来改善系统的动态性能振荡环节 ()()()12T 1G 22++==Ts s s R s C s ξ 若输入为一阶跃信号,则动态响应应具有振荡的形式时滞环节()()()s es R s C s ττ1e G s ===-输出波形与输入波形相同,但延迟了时间τ。

时滞环节的存在对系统的稳定性不利5.动态结构图的等效变换与化简。

三种基本形式,尤其是式2-61。

主要掌握结构图的化简用法,参考P38习题2-9(a )、(e )、(f )。

(化简)等效变换,是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系,在变换前后保持不变。

串联,并联,反馈连接,综合点和引出点的移动(P27)6.系统的开环传递函数、闭环传递函数(重点是给定作用下)、误差传递函数(重点是给定作用下):式2-63、2-64、2-66系统的反馈量B (s )与误差信号E (s )的比值,称为闭环系统的开环传递函数系统的闭环传递函数分为给定信号R (s )作用下的闭环传递函数和扰动信号D (s )作用下的闭环传递函数系统的开环传递函数()()()()()()()()s H s G s H s G s G s s G ===21k E B s系统的闭环传递函给定信号R (s )作用,设D (s )=0()()()()()()()()()()()s H s G s G s H S G s G s G s G s s +=+==Φ11R C s 2121数扰动信号D (s )作用,设R (s )=0()()()()()()()()()()s H s G s G s H S G s G s G s s d +=+==Φ11D C s 2212 系统的误差传递函数给定信号R (s )作用,设D (s )=0()()()()()()()()s H s G s H S G s G s s er +=+==Φ1111R E s 21 扰动信号D (s )作用,设R (s )=0()()()()()()()()()()()()s H s G s H s G s H S G s G s H s G s s ed +-=+-==Φ11D E s 2212第三章1.P42系统的时域性能指标。

各自的定义,各自衡量了什么性能?(填空或选择) (1)、上升时间r tr t 指系统响应从零开始,第一次上升到稳态值所需的时间 (2)、峰值时间p tp t 指系统响应从零开始,第一次到达峰值所需的时间 (3)、超调量%σ(平稳性)指系统响应超出稳态值的最大偏离量占稳态值的百分比 (4)、调节时间s t (快速性)s t 指系统响应应从零开始,达到并保持在稳态值的±5%(或±2%)误差范围内,即响应进入并保持在±5%(或±2%)误差带之内所需的时间(5)、稳态误差ss e稳态误差指系统期望值与实际输出的最终稳态值之间的差值。

这是一个稳态性能指标 2.一阶系统的单位阶跃响应。

(填空或选择)从输入信号看,单位斜坡信号的导数为单位阶跃信号,而单位阶跃信号的导数为单位脉冲信号。

相应的 ,从输出信号来看,单位斜坡响应的导数为单位阶跃响应,而单位阶跃响应的导数是单位脉冲响应。

由此得出 线性定常系统的一个重要性质;某输入信号的输出响应,就等于该输出响应的导数;同理,某输入信号积分的输出响应,就等于该输入信号输出响应的积分。

3.二阶系统:(1)传递函数、两个参数各自的含义;(填空)ξ阻尼比,ξ值越大,系统的平稳性越好,超调越小;ξ值越小,系统响应振荡越强,振荡频率越高。

当ξ为0时,系统输出为等幅振荡,不能正常工作,属不稳定。

n ω为无阻尼振荡频率(2)单位阶跃响应的分类,不同阻尼比时响应的大致情况(图3-10); (填空)P (47) (3)欠阻尼情况的单位阶跃响应:掌握式3-21、3-23~3-27;参考P51例3-4的欠阻尼情况、P72习题3-6。

欠阻尼二阶系统的性能指标: (1)、上升时间r t()()1sin 11t 2r =+--=-βωξξωr d t t e C r n由此式可得21ξωβπωβπ--=-=n d r t 其中⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ξξβ21arctan(2)、峰值时间p t根据p t 的定义,可采用求极值的方法来求取它,得2d 1ξωπωπ-==n p t(3)、超调量%σ %100%21/⨯=--ξξπσe(4)、调节时间s t()68.03<=ξξωns t±5%误差带()76.03<=ξξωns t±2%误差带当ξ大于上述值时,可采用近似公式计算 ()7.145.61-=ξωns t(5)、稳态误差ss e nss e ωξ2=在系统稳定的前提下,主要分析系统的动态性能和稳态性能。

动态性能包括平稳性和快速性,稳态性能是指准确性。

(1)、平稳性主要有ξ决定,↑ξ→↓%δ→平稳性越好。

当ξ=0时,系统等幅振荡,不能稳定工作。

ξ一定时,↑↑→d n ωω,系统平稳性变差。

(2d 1ξωω-=n )(2)、快速性当ωn 一定时,若ξ较小,则↓ξ→↑s t ,而当ξ>0.7之后又有↑ξ→↓s t 。

即ξ太大或太小,快速性均变差。

一般,在控制工程中,ξ是由对超调量的要求来确定的.。

ξ一定时,↓↑→s n t ω 由此分析可知,要想获得较好的快速性,阻尼比ξ不能太大或是太小,而n ω可尽量选大。

一般将ξ=0.707称为最佳阻尼比,此时系统不仅响应速度快,而且超调量小。

(3)、准确性ξ的增加和n ω的减小虽然对于系统的平稳性有利,但将使得系统跟踪斜坡信号的稳态误差增加 4.系统稳定的充要条件?系统的所有特征根的实部小于零,其特征方程的根部都在S 左半平面 劳斯判据的简单应用:参考P55例3-5、3-6。

(分析题) 劳斯稳定判据若特征方程式的各项系数都大于零(必要条件),且劳斯表中第一列元素均为正值,则所有的特征根均位于s 左半平面,相应的系统是稳定的;否则系统不稳定,且第一列元素符号改变的次数等于该特征方程的正实部根的个数。

5.用误差系数法求解给定作用下的稳态误差。

参考P72习题3-13。

(计算题)P(60) 系统的稳态误差既与系统的结构参数有关,也与输入有关,设系统的输入的一般表达式为()n SAs R =式中N 为输入的阶次 令系统的开环传递函数一般表达式为()()()()()m n T s K s H s G vn j j v mi i >++=∏∏-==1111τ式中,K 为系统的开环增益,即开环传递函数中各因式的常数项为1时的总比例系数;i τ、j T 为时间常数 ;v 为积分环节的个数,由它表征系统的类型,或称其为系统的无差度。

系统的稳态误差可表示为 vN s ssrSKS A s e +⋅=→1lim 0表5-1 给定信号作用下系统稳态误差ssr e系统型号 阶跃信号输入()0R R s s =速度信号输入()02v R s s = 加速度信号输入()03a R s s= 稳态误差pK R +=1e 0ssrvssr v e K =assr a e K =静态位置误差系数p K静态速度误差系数v K 静态加速度误差系数a Kvs S K 0p limK →= 1v limK -→=v s S K 2a limK -→=v s S K 01pR K +∞∞Ⅰvv K ∞Ⅱ 0aa K 稳态误差是衡量系统控制精度的性能指标。

稳态误差可分为,由给定信号引起的误差以及由扰动信号引起的误差两种。

稳态误差也可以用误差系数来表述。

系统的稳态误差主要是由积分环节的个数和开环增益来确定的。

为了提高精度等级,可增加积分环节的数目;为了减少有限误差,可增加开环增益。

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